CN104837148A - 一种无线组网通信方法 - Google Patents

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吴俨
时国坚
张军
孙继通
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Abstract

本发明公开了一种无线组网通信方法。该方法包括智能终端通信过程和支点通信过程两部分，在支点通信过程中，在等待工作时间未到达、采集时间未到达、发送时间未到达以中继时间结束后均对支点进行睡眠，这样大大的减少了支点中能源的浪费，实现了一个低功耗的无线组网通信方法。

Description

一种无线组网通信方法
技术领域
   本发明属于通信领域，更具体地说是一种无线组网通信方法。
背景技术
在全世界范围内，由于监测环境的恶劣，对于大型基础设施的长期监测，过去很长一段时间一直是沿用大规模的人力测量完成。这样不仅耗费巨大，精度较低，更重要的是由于人员成本的原因，失去了对系统数据的全天候检测，进而导致对突发情况的反应、处理以及预警能力大大下降。而且对于不易进入的永久性使用设施，如地下或山洞中埋藏的管道和极为繁忙的隧道，靠人员更难完成监测任务。
  现有的改进的监测系统，多是由终端点和若干集成有限传感设备的监测点组成的有限监测方案，但这样也带来了许多问题，由于每个监测项目的地理位置与监测点位置的不同，因此需要给每个监测项目都配备一套方案，同时由于有限设备需要铺设大量的线路，以保障电源的供给与信号的传递，这样会给项目带来极大的成本，由于项目的唯一性，整套设备几乎不能使用与其他项目，同时固定的线路带来了维护成本上升的问题；由于有线监测要铺设有线设备需要铺设预埋式线路，因此在项目论证期间就需要参与预埋，增加了项目的时间陈本。
诸多问题导致不可能布设更多的监测点，在项目中后期要增加监测点也是非常困难的。
这样将无线组网技术应用到监测领域就显得尤为重要，无线组网模块，也称为无线自组网模块，是利用无线技术进行无线数据传输的一种模块。多个同类型的模块可以组成小型网络，数据可以在该网络中相互传输，它被广泛地应用于物联网各领域。
但是目前的无线组网系统中，智能终端与所有的监测支点都是长时间处于耗能状态，即使当监测支点不处于采集数据、发送数据的过程中也同样处于耗能状态，这样大大的增加了能源的浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种在通信过程中支点在不满足采集或发送数据的条件下处于休眠状态来减少能耗的无线组网通信方法。
为了解决上述技术问题，本发明一种无线组网通信方法，所述无线组网包括智能终端与支点，该方法具体包括以下步骤：
步骤A-1、启动智能终端和支点进程，开始一个采集周期，给下层支点发送组网帧，每个支点接收对应上层支点发送的组网帧后给相应的下层支点发送组网帧，直至所有支点入网；
步骤A-2、智能终端监听并判断是否有数据接收，若有数据接收则执行步骤A-3，否则执行步骤A-4；
步骤A-3、智能终端判断该数据是否为有效数据，若为有效数据则进行数据处理后输出；否则不输出，再判断采集周期是否结束，若未结束则返回步骤A-2继续监听；若结束则返回步骤A-1；
步骤A-4、判断采集周期是否结束，若未到达则返回步骤A-2继续监听；若已到达则返回步骤A-1。
进一步地优选方案，本发明无线组网通信方法中，步骤A-3中的有效数据由支点进行采集、发送及中继转发，其中支点进行数据采集、发送及中继转发过程如下：
步骤B-1、支点判断等待工作时间是否到达，若到达则执行步骤B-2；否则支点进行休眠；
步骤B-2、判断采集时间是否到达，若到达则完成数据采集后执行步骤B-3；否则支点进行休眠；
步骤B-3、判断发送时间是否到达，若到达则进行数据发送并中继转发后执行步骤B-4；否则支点进行休眠；
步骤B-4、判断中继时间是否结束，若结束则支点进行休眠；否则继续发送数据并中继转发。
进一步地优选方案，本发明无线组网通信方法中，采集周期的范围为1min-60min。
进一步地优选方案，本发明无线组网通信方法中，采集周期为1min。
  进一步地优选方案，本发明无线组网通信方法中，所述智能终端与支点均采用AVR单片机。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的通信方法中，在等待工作时间未到达、采集时间未到达、发送时间未到达以中继时间结束后均对支点进行睡眠，这样大大的减少了支点中能源的浪费，实现了一个低功耗的无线组网通信方法。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。
附图说明
图1为智能终端通信流程图。
图2为支点通信流程图。
具体实施方式
本发明一种无线组网通信方法，所述无线组网包括智能终端与支点，该方法具体包括以下步骤：
步骤A-1、启动智能终端和支点进程，开始一个采集周期，给下层支点发送组网帧，
每个支点接收对应上层支点发送的组网帧后给相应的下层支点发送组网帧，直至所有支点入网；
步骤A-2、智能终端监听并判断是否有数据接收，若有数据接收则执行步骤A-3，
否则执行步骤A-4；
步骤A-3、智能终端判断该数据是否为有效数据，若为有效数据则进行数据处理后
输出；否则不输出，再判断采集周期是否结束，若未结束则返回步骤A-2继续监听；若结束则返回步骤A-1；
步骤A-4、判断采集周期是否结束，若未到达则返回步骤A-2继续监听；若已到达
则返回步骤A-1。
其中，步骤A-3中的有效数据由支点进行采集、发送及中继转发，其中支点进行数据采集、发送及中继转发过程如下：
步骤B-1、支点判断等待工作时间是否到达，若到达则执行步骤B-2；否则支点进行休眠；
步骤B-2、判断采集时间是否到达，若到达则完成数据采集后执行步骤B-3；否则支点进行休眠；
步骤B-3、判断发送时间是否到达，若到达则进行数据发送并中继转发后执行步骤B-4；否则支点进行休眠；
步骤B-4、判断中继时间是否结束，若结束则支点进行休眠；否则继续发送数据并中继转发。
每个支点的采集时间固定，由于不同的支点采集传感器不同，采集时间短的，可多休眠一段时间。
同层支点的发送时间相同，通过抢占式机制和数据重发机制实现数据的正常发送，不同层支点通过分时发送方式发送。
关于中继时间，用于转发子支点的数据。通过组网过程，可以确定有多少个子支点，同时动态确定中继时间长短。
下面对智能终端及支点的通信过程单独进行描述：
如图1所示，智能终端的通信过程如下：
步骤a-1、启动智能终端进程，获取采集周期长度（1min-60min），PANID，CHANNEL，ED值门限等信息，给下层支点发送组网帧；
步骤a-2、给上次终端发完心跳包后开始监听，判断是否有数据接收，若有数据接
收则执行步骤a-3，否则执行步骤a-4；
步骤a-3、判断该数据是否为有效数据，若为有效数据则进行数据处理后输出；否
则不输出，判断采集周期是否结束，若未结束则返回步骤a-2继续监听；若结束则返回步骤a-1；
步骤a-4、判断采集周期是否结束，若未到达则返回步骤a-2继续监听；若已到达则
返回步骤a-1。
如图2所示，支点通信过程包括以下步骤：
步骤b-1、启动支点进程，获取采集周期长度（1min-60min），PANID，CHANNEL，ED
值门限等信息，确定支点已入网，判断发送组网帧时间是否到达，若到达则给下层支点发送组网帧后判断等待工作时间是否到，若到达则执行步骤b-2，否则支点进行休眠；
步骤b-2、判断采集时间是否到达，若到达则完成数据采集后执行步骤b-3；否则支
点进行休眠；
步骤b-3、判断发送时间是否到达，若到达则进行数据发送并中继转发后执行步骤
b-4；否则支点进行休眠；
步骤b-4、判断中继时间是否结束，若结束则支点进行休眠，否则继续发送数据并中
继转发；当支点进行休眠后判断采集周期是否结束若结束则出网，否则继续休眠。
本发明的通信方法中，在等待工作时间未到达、采集时间未到达、发送时间未到达
以中继时间结束后均对支点进行睡眠，这样大大的减少了支点中能源的浪费，实现了一个低功耗的无线组网通信方法。
显然，本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的实质精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种无线组网通信方法，其特征在于，所述无线组网包括智能终端与支点，该方法具体包括以下步骤：
步骤A-1、启动智能终端和支点进程，开始一个采集周期，给下层支点发送组网帧，每个支点接收对应上层支点发送的组网帧后给相应的下层支点发送组网帧，直至所有支点入网；
步骤A-2、智能终端监听并判断是否有数据接收，若有数据接收则执行步骤A-3，否则执行步骤A-4；
步骤A-3、智能终端判断该数据是否为有效数据，若为有效数据则进行数据处理后输出；否则不输出，再判断采集周期是否结束，若未结束则返回步骤A-2继续监听；若结束则返回步骤A-1；
步骤A-4、判断采集周期是否结束，若未到达则返回步骤A-2继续监听；若已到达则返回步骤A-1。
2.根据权利要求1所述无线组网通信方法，其特征在于，步骤A-3中的有效数据由支点进行采集、发送及中继转发，其中支点进行数据采集、发送及中继转发过程如下：
步骤B-1、支点判断等待工作时间是否到达，若到达则执行步骤B-2；否则支点进行休眠；
步骤B-2、判断采集时间是否到达，若到达则完成数据采集后执行步骤B-3；否则支点进行休眠；
步骤B-3、判断发送时间是否到达，若到达则进行数据发送并中继转发后执行步骤B-4；否则支点进行休眠；
步骤B-4、判断中继时间是否结束，若结束则支点进行休眠；否则继续发送数据并中继转发。
3.根据权利要求1所述无线组网通信方法，其特征在于，采集周期的范围为1min-60min。
4.根据权利要求3 所述无线组网通信方法，其特征在于，采集周期为1min。
5.根据权利要求1所述无线组网通信方法，其特征在于，所述智能终端与支点均采用AVR单片机。
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